DE1092141B

DE1092141B - Elongated permanent magnet with changing magnetization along the length of the magnet

Info

Publication number: DE1092141B
Application number: DEN14105A
Authority: DE
Inventors: Willem Klaas Westmijze
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1956-09-19
Filing date: 1957-09-14
Publication date: 1960-11-03

Description

Langgestreckter Dauermagnet mit längs des Magneten sich ändernder Magnetisierung Die Erfindung bezieht sich auf einen langgestreckten geraden oder kreisförmig gebogenen Dauermagneten mit einer längs des Magneten sich ändernden 1 agnetisierung, deren absolute Größe angenähert konstant ist. Solche bekannten Dauermagneten werden, besonders wenn eine große Anzahl von Polen wechselnder Polarität vorhanden ist, z. B. in magnetischen Filtern, Spannplatten, Hebewerkzeugen u. dgl. verwendet, wobei der Dauermagnet im allgemeinen als ein gerader Körper ausgeführt ist; bei magnetischen Kupplungen oder bei Rotoren in elektrischen Maschinen ist der Dauermagnet im allgemeinen ring- oder scheibenförmig.Elongated permanent magnet with changing along the length of the magnet Magnetization The invention relates to an elongated straight or circularly curved permanent magnet with one that changes along the length of the magnet 1 agnetization, the absolute size of which is approximately constant. Such well-known They become permanent magnets, especially when a large number of poles have alternating polarity is present, e.g. B. in magnetic filters, clamping plates, lifting tools and the like. used, whereby the permanent magnet is generally designed as a straight body is; in magnetic clutches or in rotors in electrical machines the permanent magnet is generally ring-shaped or disc-shaped.

Gemäß der Erfindung ändert sich die Richtung der Magnetisierung längs eines solchen langgestreckten Magneten stets im gleichen Sinne derart, daß sie von einer Quermagnetisierung über eine Magnetisierung in einer schräg zur Längsausdehnung des Magneten verlaufenden Richtung in eine Längsmagnetisierung übergeht, dann wieder über eine Magnetisierung in schräg verlaufender Richtung in eine Quermagnetisierung entgegengesetzter Richtung, dann weiter über eine Magnetisierung in schräg verlaufender Richtung in eine Längsmagnetisierung umgekehrter Richtung usf.According to the invention, the direction of magnetization changes longitudinally of such an elongated magnet always in the same sense in such a way that it is of a transverse magnetization via a magnetization at an angle to the longitudinal extent the direction of the magnet passes into a longitudinal magnetization, then again via magnetization in an inclined direction into transverse magnetization opposite direction, then further via a magnetization in an oblique direction Direction in a longitudinal magnetization in the opposite direction, etc.

Dies ergibt den Vorteil, daß auf einer Längsseite des langgestreckten Magneten die Feldstärke auf Kosten der Feldstärke auf der gegenüberliegenden Seite größer ist als ohne die erwähnte Richtungsänderung der Magnetisierung. In Sonderfällen ist es sogar möglich, daß die Feldstärke auf einer Seite des Magneten praktisch Null ist und auf der gegenüberliegenden Seite den doppelten Wert hat.This has the advantage that on one longitudinal side of the elongated Magnets the field strength at the expense of the field strength on the opposite side is greater than without the aforementioned change in direction of the magnetization. In special cases it is even possible that the field strength on one side of the magnet is practical Is zero and has double the value on the opposite side.

An Hand der schematischen Figuren wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.The invention is illustrated by way of example on the basis of the schematic figures explained in more detail.

In Fig. 1 ist ein Teil eines Magneten mit 1 und die Längsrichtung mit 2 bezeichnet. Der Magnet 1 mit der Stärke 3 kann gerade oder kreisförmig gebogen sein. Im ersteren Falle ist die Linie 2 gerade, im letzteren Falle bildet sie einen Teil eines Kreises.In Fig. 1 is a part of a magnet with 1 and the longitudinal direction denoted by 2. The magnet 1 with the strength 3 can be bent straight or circular be. In the former case line 2 is straight, in the latter case it forms one Part of a circle.

Der Magnet hat eine Quermagnetisierung, deren Stärke sich längs des Magneten nach einer Sinusfunktion ändert und Pole wechselnder Polarität aufweist. Die Magnetisierungsrichtung ist durch die Pfeile angegeben, wobei z. B. die Pfeilspitzen die Nordpole und die anderen Enden der Pfeile die Südpole darstellen. Die Stärke der jeweiligen Magnetisierung ist mit der gestrichelten Sinuslinie 4 angegeben; die Intensität der Magnetisierung ändert sich gemäß der Länge der Pfeile. Die Punkte, an denen die Quermagnetisierung gleich Null ist, sind mit 5 bezeichnet. Ein solcher Magnet hat beiderseits der Linie 2 magnetische Felder, die mit 6, 7, 8 und 9 bezeichnet sind, wobei der Feldverlauf zwischen einem Nord- und einem Südpol durch Pfeilspitzen angegeben ist. Diese Felder haben beiderseits der Linie 2 praktisch gleiche Intensität.The magnet has a transverse magnetization, the strength of which is along the Magnet changes according to a sine function and has poles of alternating polarity. The direction of magnetization is indicated by the arrows, where z. B. the arrowheads the north poles and the other ends of the arrows represent the south poles. The strenght the respective magnetization is indicated by the dashed sine line 4; the intensity of the magnetization changes according to the length of the arrows. The points, at which the transverse magnetization is equal to zero are denoted by 5. Such a Magnet has 2 magnetic fields on both sides of the line, labeled 6, 7, 8 and 9 are, the field course between a north and a south pole by arrowheads is specified. These fields have practically the same intensity on both sides of line 2.

Nach Fig. 2 ist ein Teil eines anderen Magneten 10 ebenfalls so magnetisiert, daß die Stärke der Magnetisierung sich nach einer Sinusfunktion längs des Magneten ändert, wie durch die Pfeile mit verschiedener Länge angedeutet ist; die Magnetisierung ist hier aber in Längsrichtung des Magneten 10 erfolgt. Die Magnetfelder sind mit 11, 12, 13 und 14 bezeichnet und deren Richtung durch die Pfeilspitzen angegeben. Die Punkte, an denen die Magnetisierung gleich Null ist, sind mit 15 bezeichnet.According to Fig. 2, a part of another magnet 10 is also magnetized so that that the strength of the magnetization is based on a sine function along the magnet changes, as indicated by the arrows of different lengths; the magnetization is done here in the longitudinal direction of the magnet 10. The magnetic fields are with 11, 12, 13 and 14 and their direction indicated by the arrowheads. The points at which the magnetization is equal to zero are denoted by 15.

Kombiniert man je einen Magneten der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Art, in denen der Abstand aufeinanderfolgender Punkte mit der Magnetisierung Null gleich ist, so gelangt man zu einem Magneten 16 nach der Erfindung, wie er in Fig. 3 dargestellt ist, wenn -- wie in dieser Figur erkennbar - die Punkte mit der Magnetisierung Null des gemäß Fig. 1 magnetisierten Magneten in der Mitte zwischen den entsprechenden Punkten des Magneten gemäß Fig. 2 zu liegen kommen. Wenn mithin die Magnetisierung z. B. an dem äußersten linken Punkt 15 des Magneten 10 gleich Null ist, so ist die Magnetisierung an dem entsprechenden Punkt des Magneten 16 gleich der an dem entsprechenden Punkt des Magneten 1, d. h. gleich dem äußersten linken Pfeil des Magneten 1. An dem nächstfolgenden, durch die gestrichelte Linie 17 gekennzeichneten Punkt wird die Magnetisierung durch die Zusammensetzung des senkrechten Pfeiles 18 des Magneten 1 und des waagerechten Pfeiles 19 des Magneten 10 lyedingt. Infolge der Änderung der Stärke der llagnetisierung nach einer Sinusfunktion haben die Pfeile 18 und 19 eine Länge gleich 1/2 1/-2der Länge eines der jeweiligen -taximalmagnetisierung entsprechenden Pfeiles. Sind diese für die Längs- und für die Quermagnetisierung gleich, so ergeben die Pfeile 18 und 19 zusammengesetzt (Fig. 4) eine Resultierende 20, die die gleiche Länge hat wie die großen. der jeweiligen Maximalmagnetisierung entsprechenden Pfeile, so daß die Magnetisierung in dem 'Magnet 16 der Fig. 3 auch an dem erwähnten Punkt 17 gleich der an dem vorangehenden Punkt ist, aber um 45° nach rechts gedreht, was durch den Pfeil 20 in Fig. 3 angegeben Ist.If one combines a magnet of the type shown in FIGS. 1 and 2, in which the distance between successive points with zero magnetization is the same, one arrives at a magnet 16 according to the invention, as shown in FIG. 3, if - As can be seen in this figure - the points with zero magnetization of the magnet magnetized according to FIG. 1 come to lie in the middle between the corresponding points of the magnet according to FIG. If the magnetization z. B. is equal to zero at the extreme left point 15 of the magnet 10, the magnetization at the corresponding point of the magnet 16 is the same as that at the corresponding point of the magnet 1, that is to say the same as the extreme left arrow of the magnet 1. At the next following, the point marked by the dashed line 17, the magnetization is lyedingt by the combination of the vertical arrow 18 of the magnet 1 and the horizontal arrow 19 of the magnet 10. As a result of the change in the strength of the alignment according to a sine function, the arrows 18 and 19 have a length equal to 1/2 1 / -2 the length of an arrow corresponding to the respective maximum magnetization. If these are the same for the longitudinal and for the transverse magnetization, the arrows 18 and 19 put together (FIG. 4) give a resultant 20 which has the same length as the large ones. The arrows corresponding to the respective maximum magnetization, so that the magnetization in the magnet 16 of FIG. 3 also at the mentioned point 17 is the same as that at the previous point, but rotated by 45 ° to the right, which is indicated by the arrow 20 in FIG is specified.

Punktweise erhält man also in dem Magnet 16 eine Magnetisierung, wie diese durch die Pfeile angedeutet ist.One thus obtains a point-wise magnetization in the magnet 16, such as this is indicated by the arrows.

Da das Magnetfeld 6 des Magneten 1 und das Magnetfeld 11 des Magneten 10 entgegengesetzte Richtungen haben, werden sie sich ausgleichen. Dies trifft auch zu bei den Feldern 7 und 12. Es folgt daraus, daß auf der oberen Seite des 'Magneten 16 der Fig.3 oberhalb der Linie 2 keine oder nur sehr schwache Magnetfelder vorhanden sind.Since the magnetic field 6 of the magnet 1 and the magnetic field 11 of the magnet Have 10 opposite directions, they will balance each other out. This is also true for fields 7 and 12. It follows from this that on the upper side of the magnet 16 of FIG. 3, no or only very weak magnetic fields are present above line 2 are.

Das Magnetfeld 8 der Fig. 1 und das Feld 13 der Fig.2 werden hingegen addiert, da sie die gleiche Richtung haben. Dies gilt auch für die Felder 9 und 14. Die Felder 21 und 22 auf der anderen Seite des .Magneten 16 in Fig. 3 haben somit die doppelte oder nahezu die doppelte Intensität des Feldes 8 oder 13, was schematisch durch eine Doppelzahl von Kraftlinien angedeutet ist.The magnetic field 8 of FIG. 1 and the field 13 of FIG. 2, however, are added as they have the same direction. This also applies to fields 9 and 14. The fields 21 and 22 on the other side of the .Magneten 16 in Fig. 3 have thus twice or almost twice the intensity of field 8 or 13, what is indicated schematically by a double number of lines of force.

Der Magnet 16 nach der Erfindung ist somit in denjenigen Fällen sehr vorteilhaft, in denen der 'Magnet nur auf einer Seite ein Feld zu erzeugen braucht.The magnet 16 of the invention is thus great in those cases advantageous, in which the 'magnet only needs to generate a field on one side.

Die Magnetisierung des Magneten 16 kann mittels passend angeordneter Windungen erzielt werden, welche ein Gleichstrom durchfließt.The magnetization of the magnet 16 can be arranged appropriately Windings are achieved, which flows through a direct current.

Der Magnet 16 kann jedoch auch aus mehreren Einzelmagneten zusammengesetzt sein, wie dies an sich beim Aufbau von Dauermagneten bekannt ist. Diese Einzelmagnete 23 werden dann zweckmäßig entsprechend Fig. 5 zusammengesetzt und vorher gemäß den Pfeilen magnetisiert.The magnet 16 can, however, also be composed of several individual magnets as it is known per se in the construction of permanent magnets. These single magnets 23 are then appropriately assembled according to FIG. 5 and previously according to the Magnetized arrows.

Es wird einleuchten, daß bei einer geringen Abweichung der Größe und/oder der Richtung der Magnetisierung von den in den Fig. 3 und 5 angegebenen das Feld auf der oberen Seite des Magneten 16 nicht ganz Null ist und das Feld (21, 22) auf der unteren Seite entsprechend schwächer sein wird; aber auch in diesem Falle ist der erzielte Gewinn groß.It will be evident that with a small deviation in size and / or the direction of magnetization from those indicated in Figs. 3 and 5 the field on the upper side of the magnet 16 is not completely zero and the field (21, 22) on the lower side will be correspondingly weaker; but also in this case is the profit achieved is great.

Vorzugsweise besteht der -Magnet aus einem für die Herstellung von Dauermagneten bekannten Material, das im wesentlichen aus Verbindungen oder Mischkristallen von Verbindungen mit der Struktur des Magnetoplumbits der Zusammensetzung M O - 6 Fez 03 besteht, wobei M eines der Metalle Pb. Ba oder Sr und gegebenenfalls Ca darstellt; dieses Material entmagnetisiert sich praktisch nicht.Preferably, the magnet consists of one for the production of Permanent magnets known material, which consists essentially of compounds or mixed crystals of compounds with the structure of magnetoplumbite of the composition M O - 6 Fez 03, where M is one of the metals Pb. Ba or Sr and optionally Ca represents; this material practically does not demagnetize.

Claims

PATE \ T: 1 \ LANGUAGE: 1. Elongated straight or circularly curved Permanent magnet with magnetization changing along the length of the magnet, its absolute Size is approximately constant, characterized in that the direction of magnetization along the magnet always changes in the same sense in such a way that it changes from a Transverse magnetization via a magnetization at an angle to the longitudinal extension The direction of the magnet passes into a longitudinal magnetization. then again via a 'magnetization in an oblique direction into a transverse magnetization opposite direction, then further via a magnetization in an oblique direction Direction in a longitudinal magnetization in the opposite direction, etc.

2. Permanent magnet after Claim 1, characterized in that the angles between the successive Alignment directions are each about 45 °.

3. Permanent magnet according to claim 1 or 2. characterized in that the magnet consists of a number of small magnets is composed.

4. Permanent magnet according to one of the preceding claims, characterized characterized in that it is made of a material consisting essentially of Compounds or mixed crystals of compounds with magnetoplumbite structure with of the composition M O - 6 Fe 2 O 3, where hi is one of the metals Pb. Ba or Represents Sr and optionally Ca. German publications considered Patent documents 1r. 723 872, 759 856; Swiss patent specification No. 306 773.